【正文】 圖 《 通信原理課件 》 ?抽樣頻率為 ，量化級(jí)數(shù)為 ?？梢?，碼位 l 越多，碼元寬度bT越小，占用帶寬 B 越大，信道利用率將下降。設(shè)傳輸信號(hào)的波形為矩形脈沖，占空比為 0 .5 。 考慮兩種噪聲時(shí)，如圖 4 25 所示的 P C M 系統(tǒng)接收端低通濾波器的輸出為 ? ? ? ? ? ? ? ?tntntmtm?eq0??? （ 4 . 3 6 ） 《 通信原理課件 》 為了衡量 PCM 系統(tǒng)的抗噪聲性能，通常將系統(tǒng)輸出端總的信號(hào)噪聲功率比定義為 222oooo q eqeP CMEmSSN N NE n E n???? ???????? ? ? ???? ? ? ? ?《 通信原理課件 》 先 考慮量化噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。 假設(shè)加性噪聲為高斯白噪聲，每一碼字中出現(xiàn)的誤碼可以認(rèn)為是彼此獨(dú)立的，并設(shè)每個(gè)碼元的誤碼率皆為eP， 只考慮僅有 1 位誤碼的碼字錯(cuò)誤。常見的語音壓縮編碼有差值脈沖編碼調(diào)制（ DPCM）、自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制（ ADPCM）、增量調(diào)制（ DM或 M）、自適應(yīng)增量調(diào)制（ ADM）、參量編碼、子帶編碼（ SBC）等。 參量編碼是直接提取語音信號(hào)的一些特征參量，比如聲源、聲道的參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行編碼。但是語音信號(hào)相鄰的抽樣值之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，信號(hào)的一個(gè)抽樣值到相鄰的一個(gè)抽樣值不會(huì)發(fā)生迅速的變化，這說明信源本身含有大量的冗余成份。 D P C M系統(tǒng)的量化誤差qn定義為輸入信號(hào)樣值nx與輸出樣值39。 pG可理解為D P C M系統(tǒng)相對(duì)于P C M系統(tǒng)而言的信噪比增益，稱為預(yù)測(cè)增益。 可見， DP CM 系統(tǒng)的D P C MN)S(q取決于qNS)(q和pG兩個(gè)參數(shù)。圖像的信息可由光強(qiáng)度函數(shù) I 描述，靜止的彩色圖像 和 活動(dòng)的彩色圖像分別表示為 ),( ?yxfI ? ( 4 . 4 8 ) ),( tyxfI ?? ( 4 . 4 9 ) 黑白電視圖像不考慮光的波長，強(qiáng)度函數(shù)為： ),( tyxfI ? ( 4 . 5 0 ) 強(qiáng)度函數(shù) I 連續(xù)的圖像稱為模擬圖像 。首先，原始信源數(shù)據(jù)存在大量冗余，如運(yùn)動(dòng)視頻內(nèi)像素間的空域相關(guān)和幀間相關(guān)都形成了很大的信源冗余；其次，對(duì)每秒顯示 25幀圖像的視頻信號(hào)而言，前后相鄰的圖像之間一般也具有很強(qiáng)的相似性，表現(xiàn)為時(shí)間上的冗余；另外，圖像信號(hào)離散化后，只要這些離散值出現(xiàn)的概率不相等，就還存在統(tǒng)計(jì)冗余，將這些冗余去除或降低可以大大壓縮數(shù)據(jù)量。它既可在一幀圖像內(nèi)進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，也可在多幀圖像間進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)編碼。它利用變換域參數(shù)分布特征來實(shí)現(xiàn)壓縮編碼。但是由于計(jì)算的復(fù)雜性和實(shí)現(xiàn)上的困難， KL變換的實(shí)際應(yīng)用甚少。 《 通信原理課件 》 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 《 通信原理課件 》 熵編碼 熵編碼旨在去除信源的統(tǒng)計(jì)冗余，熵編碼不會(huì)引起信息的損失，因而又稱為無損編碼。由于變換所產(chǎn)生的變換域系數(shù)之間的相關(guān)性很小，可以分別獨(dú)立地對(duì)其進(jìn)行處理；而且經(jīng)變換后，大都能將能量集中在少量變換域系數(shù)上，通過量化刪去對(duì)圖像信號(hào)貢獻(xiàn)小的系數(shù)，只用保留的系數(shù)來恢復(fù)原始圖像，并不會(huì)引起明顯的失真。而對(duì)于活動(dòng)圖像，相鄰幀之間也有相關(guān)性，故可以進(jìn)行三維預(yù)測(cè)。一般而言，通過選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)壓縮技術(shù)，圖像數(shù)據(jù)量可以壓縮到原來的 1/2?1/60。 從而，一幅均勻量化 數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量為： M ? N ? l 比特 。 《 通信原理課件 》 圖像壓縮編碼 自然界的圖像可分為靜止圖像和活動(dòng)圖像兩類，也可以分為黑白圖像和彩色圖像。當(dāng)1G p ??時(shí)，DP CM 系統(tǒng)的量化信噪比遠(yuǎn)大于量化器的量化信噪比。 可見，D P C M的量化誤差qn等于量化器的 量化誤差。 利用語音信號(hào)的相關(guān)性，根據(jù)過去的信號(hào)樣值預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的樣值，并僅把樣值與預(yù)測(cè)值的差值（預(yù)測(cè)誤差）進(jìn)行量化、編碼，這種方法稱為差分脈沖編碼調(diào)制。 混合編碼是在參量編碼的基礎(chǔ)上引入了一些波形編碼的特征，在編碼率增加不多的情況下，較大幅度地提高了傳輸語音質(zhì)量。 波形編碼是直接對(duì)信號(hào)波形的抽樣值或抽樣值的差值進(jìn)行編碼。 在小信噪比的條件下，即2le24P 1 時(shí)，誤碼噪聲起主要作用 ，總信噪比與誤碼率成反比。通過推導(dǎo)，可以得到 PCM 系統(tǒng)輸出端的平均量化信噪比 lqMNS2202?? 《 通信原理課件 》 信道噪聲對(duì) PC M 系統(tǒng)性能的影響表現(xiàn)在接收端的判決誤碼上。 《 通信原理課件 》 PCM系統(tǒng)的抗噪聲性能分析 影響 P C M 系統(tǒng)性能的主要噪聲源有兩種：一是 量化噪聲 ，二是 信道噪聲 。 《 通信原理課件 》 [例 ] 單路 語音 信號(hào)的最高頻率為 400 0 Hz ，抽樣頻率為奈奎斯特抽樣頻率，以 PC M 方式傳輸。因此，一個(gè)抽樣周期 內(nèi)要編 位碼，每個(gè)二進(jìn)制碼元寬度為 ： PCM sf M l2M ?sTl lTT sb ?《 通信原理課件 》 ?根據(jù)碼元速率與碼元周期的關(guān)系可得，PCM信號(hào)的碼元速率為： PCM 21 / l ogB b s sslR T f l f MT? ? ? ?《 通信原理課件 》 ?當(dāng)采用矩形脈沖傳輸時(shí)，令脈沖寬度為 ?占空比 ：定義二進(jìn)制碼元的占空比為二進(jìn)制脈沖寬度 與二進(jìn)制碼元寬度 的比值，即占空比為 ?第一過零點(diǎn)帶寬 ：以傳輸碼型功率譜的第一個(gè)過零點(diǎn)的頻率來定義其帶寬，忽略第一過零點(diǎn)以外的功率分量。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，抽樣過程中，在滿足抽樣定理時(shí)， PCM系統(tǒng)能夠做到無失真的重建。 《 通信原理課件 》 [例 ] 采用 13 折線 A 律編解碼電路，設(shè)接收端收到的 碼字 為“ 1 0 0 0 0 0 1 1 ”，最小量化單位為 1 個(gè)單位。 ? ?i180716253BiiCD2C2C2C2C2I2II ???????????解碼器輸出的解碼電平和樣值之差 稱為 解碼誤差（即量化誤差）。 《 通信原理課件 》 圖 424 解碼器的原理圖 《 通信原理課件 》 解碼器中采用 7 / 1 2 變換電路，它和編碼器中的本地解碼器采用的 7 / 1 1 變換類似。 因?yàn)? ? ? ?21001 0 0 1 1 0 0 0 0 01 2 1 6 ?，所以 7 位非線性碼 1110011 對(duì)應(yīng)的11 位線性碼為 01 0 0 1 1 0 0 0 0 0 。 （ 2 ）線性碼的碼字電平表示為CLI ? ???????? 1110321CL B2B2 5 6 B5 1 2 B1 0 2 4 BI ? （ 4. 27 ） 其中， ? 表示量化單位。 《 通信原理課件 》 （ 1 ）非線性碼的碼字電平，即編碼器輸出非線性碼所對(duì)應(yīng)的電平，也稱為 編碼電平 ，用CI表示。因此，需通過 7 ／ 11 邏輯變換電路將 7 位非線性碼轉(zhuǎn)換成 11 位線性碼。因此， 7 位碼字中的前 6位狀態(tài)均應(yīng)由記憶電路寄存下來。如果已經(jīng)確定2C=0 ，3C的標(biāo)準(zhǔn)值為 ?32 ，因?yàn)?C=0 表示第 1 ~ 2 段，3C=1表示第 3 ~ 4 段。當(dāng)sI＞wI時(shí)，得到“ 1 ”碼，反之得到“ 0 ”碼。 3 、保持電路 保持電路的作用是在整個(gè)比較過程中保持輸入信號(hào)的幅度不變。它由整流器、極性判決、保持電路、比較判決器及本地解碼電路等組成，如下圖所示。 在 13 折線中，第一、二段落長度為歸一化值的1281，將它等分為 16 個(gè)小段后，得到的量化間隔只有歸一化值的? ? ? ? 2 0 4 811611 2 81 ??，這是最小的量化間隔，常稱為量化單位，記為 ? ，即2048/1??； 《 通信原理課件 》 ? 如果以非均勻量化時(shí)的最小量化間隔2048/1??作為輸入 x 軸的單位，那么各段落的起點(diǎn)電平分別是0 1 6 3 2 6 4 1 2 8 2 5 6 5 1 2 1 0 2 、 、 、 、 、 、個(gè)量化單位。1C的數(shù)值“ 1 ”或“ 0 ”分別表示信號(hào)的正、負(fù)極性。 《 通信原理課件 》 ? 碼字長度選擇 ： 在 A 律 13 折線編碼中，普遍采用 8 位折疊二進(jìn)碼。 表 4. 4 2 13 折線分段時(shí)的x值和 A 律壓擴(kuò)特性（ A = 87. 6 ）的x值的比較 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 A 律壓擴(kuò)曲線的 x 0 8121 1 1 1 1 1 1 1 按折線分段時(shí)的 x 0 8121 641 321 161 81 41 21 1 段落 序號(hào) 1 2 3 4 5 6